工控组态软件(INTOUCH)研究与二次开发

河北工业大学硕士学位论文工控组态软件（INTOUCH）研究与二次开发姓名：姜丽丽申请学位级别：硕士专业：控制科学与工程指导教师：安连祥2010-12河北工业大学硕士学位论文i工控组态软件(INTOUCH)的研究与二次开发摘要在工业自动化的发展进程中,组态软件作为自动化软件的一个重要组成部分,正在逐步发展壮大,并且受到了越来越多的关注。组态软件是一种专门用于采集现场过程数据,管理和显示工业生产流程的专用软件,它是计算机技术在工业应用领域的拓展和延伸。随着工业自动化水平的不断提高,用户对生产系统的控制要求也更加多样化,组态软件应运而生并且逐步替代了传统的工业控制软件而被广大工程设计人员所采用。美国Wonderware公司是世界上昀早推出人机界面自动化软件的开发商。该公司的组态软件Intouch是昀早进驻中国市场的监控软件之一，二十几年来在中国得到了广泛的应用和用户一致的好评。鉴于此,本文以天津皆诚冷轧薄板有限公司的1150mm可逆轧机项目为依托,研究组态软件Intouch在该项目监控系统中的应用。同时,为了弥补该组态软件在实际应用中的不足,提出以Intouch为二次开发平台,利用高级程序设计语言VB6.0,基于组件技术实现对其功能的扩展。本文论述了1150mm可逆轧机控制系统的工艺流程及其自动化系统的设计,分析了监控系统的整体设计结构,针对各个环节的控制要求设计了监控界面，并且结合Access数据库和Intouch自带的脚本语言设计了中英文切换功能，实现了对工艺参数的存储和产量统计查询，编写了相应的脚本应用程序。在通讯方面，通过配置I/OServer服务器实现了与PLC的实时通讯，配置ODBC数据源管理器实现了对Access数据库的访问。同时,以组态软件Intouch为二次开发平台,基于COM组件技术,利用高级程序设计语言VB6.0开发了具有统计查询功能和计算功能的ActiveX控件,并嵌入Intouch中,弥补了其在应用中的不足。实践证明,所设计的监控系统能够在线监控现场生产过程,实时的与PLC和其他应用软件进行数据交换。设计开发的ActiveX控件能够在Intouch中正常运行,实现与PLC的通讯，应用效果令人满意。关键词：组态软件,Intouch,监控系统,脚本语言,ActiveX工控组态软件(INTOUCH)的研究与二次开发iiTHESTUDYANDREDEVELOPMENTOFINDUSTRIALCONTROLCONFIGUARTIONSOFTWARE(INTOUCH)ABSTRACTInthedevelopmentofindustrialautomation,moreandmorepeopleattachimportancetoindustrialcontrolconfiguartionsoftwarewhichisoneofthemostimportantpartofautomationsoftware.Configuartionsoftwareisakindofspecialsoftwarethatisusedtocollecttheon-sitedataanddisplaytheprocessofproduction,itistheexpansionofcomputertechnologyserviceinindustrialfield.Withtheimprovementofindustrialautomation,thedemandofproductioncontrolsystemismorediversified.Configuartionsoftwarereversalofpastbehaviour,graduallyreplacethetraditionalsoftwareandadoptedbythedesigner.Wonderwareisadeveloperthatdesignthehumaninterfaceautomationsoftwareandconfiguartionsoftware.Intheearliertime,Intouchisgetedtobeknownasmonitoringsoftwarebychinaandacquiredbytheusersandapplicatedwidely.Becauseofthis,onthebasisofTianjin1150mmreversingrollingmill,studytheapplicationofIntouchinthisproject.Inthesametime,accordingtotheinsufficiencyofit,putforwardtheideathatuseIntouchasadesignplatform,makeuseoftheadvancedprogramminglanguageandCOMmoduletoredevelop.Thispaperdescribestheprocessflowsandthewholesystemdesignofthe1150mmreversingrollingmill.Analyzethewholelayoutofthemonitoringsystem,designthemonitoringpicture,useaccessdatabaseandlanguageofIntouchtodesignthefunctionofEnglish–Chineseshift,storetheprocessparametersandinquirystatistics.IntroducehowtocommunicatebetweenIntouchandPLCbyusingI/OServer,howtocarryoutdataexchangebetweenIntouchanddatabase.Atthesametime,useIntouchasadesignplatform,onthebasisofCOMmodule,developtheActiveXmodulebyusingadvancedprogramminglanguage,andimportitintoIntouch,compensatefortheinsufficientonapplication.Itcanbeconcludedthatthemonitoringsystemcanguardtheproductionprocesson-line,exchangedatawithPLCandotherapplicationsoftware.ActiveXmodulecanworkwellinIntouchandcommunicatewithPLC,theresultissatisfactory.KeyWords:ConfiguartionSoftware,Intouch,MonitoringSystem,QuickScript,ActiveX河北工业大学硕士学位论文1第一章绪论§1-1概述组态软件是目前工业应用中比较重要的一类自动化软件,它的产生是20世纪80年代自动控制领域的一个重大进步。从某种程度上来说,组态软件是对原有自动控制软件在应用中存在的不足问题进行整合分析后,推出的一类具有拓展性和适用性的自动化软件。它的出现是计算机技术在工业应用领域的拓展和延伸,结合了数字化和可视化的双重优点,能够提供给用户直观的视觉效果和灵活的组态特性。组态软件与PLC共同作为控制系统的重要组成部分,可以为客户提供合理有效的自动化解决方案[1]。§1-2组态软件的研究现状和发展趋势随着信息时代的来临,数字化集成度越来越高,控制方式也由模拟电路向全数字电路的方向转变。现代化的企业网络管理是通过以太网整合在一起的工业化网络系统,整个系统只有相互配合才能保证一个信息网络的高效运行。图1.1控制系统三层架构Fig1.1Structureofcontrolsystem1-2-1组态软件的应用现状组态软件产生于80年代初,并在80年代末期进入我国。目前,组态软件在工业领域的应用已经颇为广泛。工程设计人员摒弃了传统的软件设计理念,采用了一种全新的组态的设计思想来对监控系统进行设计。这种所谓的组态,实际上类似于我们通常所说的硬件开发模式,设计者不需要对软件开发语言多么精通,利用组态软件提供的组件就可以构建一个生产系统模型。这样的设计模式省去了大量的编程工作,而且系统维护起来也更加的便捷。近年来组态软件在组态功能方面都具有相似的性能,如图形界面设计,脚本语言二次开发应用程序,报警检测系统,安全管理等,运行平台也都是基于32位的Windows平台,浏览窗口的结构普遍都采用了类似资源管理器的窗口结构[2]。1-2-2数据库技术的发展随着科学技术的不断进步和发展,国家信息化的水平日渐提升,人们也逐步意识到信息在国民经济和社会发展中所起的作用,进而把信息资源的开发和利用提升到了一个新的高度。数据库技术作为工控组态软件(INTOUCH)的研究与二次开发2计算机技术中数据处理的重要基础逐渐的发展壮大成为一门管理数据仓库的技术。数据库技术在其产生并逐步发展的这50多年里,从开始的只是简单的做数据存储到针对用户的需求进行数据管理,本身的功能和职责也在不断的完善。对于数据的处理也从简单的表格过渡到了大型的数据库系统。数据库技术随着计算机技术的发展而不断的完善,应用领域也推广到了情报检索,专家管理系统,智能控制系统，CAI等方面[3]。数据库技术研究的重点主要是怎样科学的组织,存储和管理数据,如何方便的查询和及时获取数据信息,它作为数据管理的主要技术,已经广泛的应用到了社会生活和工业生产的各个领域[11]。数据是数据库技术的基础,大量的数据需要在一个数据库中保存下来,以便供外部使用。数据处理是对这些数据的一个记录整合的过程,根据某些特定的条件将数据进行分类组合,保留具有信息价值的一些数据。数据库则是将记录之后的数据整体保存起来的仓库,数据库包括大量的数据表,每个数据表都由不同的字段和记录构成。用户对数据库的操作通常就是对数据表的查询和处理[4]。1-2-3组态软件的网络化通讯(1)由于互联网技术的大力推广,工业现场逐渐形成了一个工业以太网的网络结构,通过以太网实现现场各个控制层面的连接，快速以太网和交换式以太网技术的发展解决了以太网应用中的非确定性问题，网络通讯速率的提高使得网络负荷减轻，网络传输延时问题得到解决。交换机的出现将网络分成了多个网络段，缓解了冲突，有利于数据的存储和转发。光纤通讯的发展大大延长了以太网电信号的传输距离，扩大了其覆盖的范围。光纤通信以其信息容量大、保密性好、重量轻、体积小、无中继、传输距离长等优点得到了广泛的应用，光纤收发器利用了光纤这一高速传播介质很好的解决了以太网在传输方面的问题。它将双绞线电信号和光信号进行相互转换，确保了数据包在两个网络间顺畅传输，同时它将网络的传输距离极限从铜线的100米扩展到100公里[5]。图1.2以太网光纤通讯Fig1.2Communicationofethernetandfiber(2)ODBC(OpenDatabaseConnectivity,开放数据库连接)是微软公司开放服务结构中有关数据库的重要组成部分,是微软昀早引进的数据库接口技术。它提供了一种执行规范和访问数据库的标准,设计了针对数据库进行数据存取操作的标准的应用程序访问接口(API)。目前支持ODBC技术的数据库有十多种,诸如Oracle,Access,X-Base等。基于ODBC技术的应用程序对数据库的操作是不依赖于数据库管理系统的,而且不会直接对数据库管理系统进行操作,所有的需要对数据库进行的操作都是通过其数据库管理系统的ODBC驱动程序来实现的。这样的访问模式使设计者可以用统一的方式来对河北工业大学硕士学位论文3所有的数据库进行操作,给设计带来了很多方便。ODBC技术能够使用户的应用程序独立于数据库,在一个良好的用户应用程序开发界面下进行设计,